交汇点讯 农业是古老且传统的产业,不过,如今各类现代科技都能在农业领域得到广泛应用。这个春天,农业新质生产力的赋能,给广阔的田野带来了不一样的活力。
近日,记者在江苏田间地头探访时看到,各地抢抓农时,推广应用数字化、智能化新技术新装备,助力春季农业生产。
杨易臻 摄 授粉巡田看墒情,无人机应用无处不在
梨树是江苏省第二大果树,截至2023年,全省栽培面积约40万亩,年产量超过60万吨。眼下正值梨树盛花期,果农们忙着为梨花授粉,而今年的梨园里,多了一群智能“新助手”。
梨树因“自花不结实”的特性,必须通过异种授粉才能丰产。每年春天,梨花盛开仅有7天花期,果农们需争分夺秒完成授粉。
过去,他们手持自制的形似“毛笔”的竹竿,爬上梯子为梨花人工授粉。如果是小冠层梨树,一个人一天劳作6小时左右能完成一亩地,而树龄几十年的大冠层梨树品种,高度动辄达到7-8米,一个人完成一亩需要三天,不仅费时费力,还因爬梯作业存在安全隐患。
而今,无人机授粉技术彻底改变了这一局面。在镇江丹阳江苏绿舟梨果业发展有限公司的梨园中,无人机翱翔于果树之上,平均20分钟即可完成十亩地的授粉任务,授粉环节人工节省90%以上。
江苏省农业科学院农业设施与装备研究所副所长、国家梨产业技术体系副首席吕晓兰研究员介绍:“无人机不仅速度快,还能精准喷洒花粉溶液,确保授粉均匀性和成功率。”这项技术尤其在种植规模较大的果园中“大显身手”,解决了用工难、用工贵、时间紧的问题。
几年前,国家梨产业技术体系首席科学家、南京农业大学教授张绍铃团队率先研制出“梨树液体授粉”新技术,与无人机技术结合,可以将授粉效率提升90多倍。目前,无人机液体授粉技术已在新疆库尔勒、东北等地区推广,尤其在北方气候干燥、花期不稳定的地区,能够帮助果农抢抓农时,确保产量。
三月春风拂过里下河平原,在扬州大学现代农业科教示范园区,智慧农业研究院的研究生们正围着农学院青年教师程明瀚,目光聚焦在他手中巴掌大的控制终端。随着多光谱无人机腾空而起,麦田的耕作信息实时传送到了控制终端上。
“大家看,无人机正在结合埋设在田间的17个土壤传感器,实时采集墒情数据和小麦苗情。”程明瀚指着终端屏幕解释道。作物栽培与耕作学的硕士研究生刘章鑫凑近细看:“程老师,这里红一块、绿一块的代表什么?”
“图中红色区域表示作物现在处于严重干旱的状态,黄色表示作物处于轻微干旱的状况,意味着管理人员需要进行定量灌溉,而绿色区域则表示作物的水分状况良好。”程明瀚解释说,智慧农技系统除了监测土壤墒情外,还能实时查看苗情长势以及病虫害情况。
这番对话引得旁观的农户王永强啧啧称奇。种了二十多年地的他对着平板电脑上的田块模型感叹:“早些年凭着经验看苗情,哪想过现在连地底下的墒情都能看得这么清楚。”
作为江苏省粮食作物现代产业技术协同创新中心的技术攻关的成果之一,这套智慧农技系统正引发传统种植模式升级。团队算过一笔账:通过精准变量施肥和智能预警,示范区可节省肥料用量高达32%,增产幅度达7%,“特别是病虫害防控窗口期从7天缩短至48小时,这对保障夏粮稳产意义重大”。
探测土壤深耕播种,智能农机愈发变多能
视觉中国 “近年来,农机都已经能实现在稻田、麦田中无人驾驶,但果园中有树冠遮挡,导航信号受影响。目前的趋势是多种传感器融合,采用北斗导航、机器双目视觉、激光雷达等多种方式,让农机在低弱信号情况下还能按照自主路径行驶。”吕晓兰表示,智能农机也愈发深入细分场景,正在不断更新迭代。
在梨园深处,一种名为“土壤实时参数探测平台”的小型机器人正悄然工作。它能在果园中自主穿行,通过螺旋钻快速采集不同深度土壤的温湿度、EC值、PH值等数据,最深处可达60厘米。吕晓兰解释:“这些数据可以反映土壤氮磷钾养分含量,为精准施肥和智慧管理提供科学依据,是果园现代化的重要支撑。”
相比传统固定传感器布点成本高、覆盖不足的缺点,这款平台能在果树生长季多次采集全园数据,快速生成土壤“处方图”。“这一设备填补了无人机遥感无法探测深层土壤的空白。”吕晓兰介绍说,在江苏绿舟梨果业发展有限公司600亩的水平棚架梨园中,这一技术已进入示范应用阶段。
吕晓兰介绍,去年起,江苏设立多项农机研发制造推广应用一体化试点项目,其中割草机器人、采摘机器人项目,预计年底能实现批量化生产。“这些技术的应用,不仅节省人工、减轻了果农的劳动强度,也能保障在气候多变的情况下,稳产增收。”
3月18日,在宝应湖农场,扬州大学师生团队正在演示数字化精准化九合一耕播田间作业,中国工程院院士张洪程正站在田里现场“授课”,他一如既往声音洪亮:“大家看,机器启动后秸秆就全埋下去了,畦面很平整,碎土开沟质量非常高,大深耕秸秆匀混还田质量也很高,稻秸秆全量匀混还田能够提高土壤的疏松度,增加土壤的透气性,非常有利于植物根系发育。如此一来,在宝应湖农场这样的重黏土地区,能够提高粮食产量……”
张洪程透露,此前,科研组已经做了5年试验,用九合一机插深耕播种的水稻能达到1400斤/亩的产量,只比机插稻减少20斤/亩,但成本省了200元/亩,而且便于实现无人化。“这是一个非常有前景的稻作工作。”
在大型农场中,因为农田土地不平整而且周边几乎没有参照物,农业机械 “走对自己的路”也很重要,特别是在播种阶段农业机械走好直线、均匀播种,不仅方便之后的田间管理,也可以提高土地的利用率。扬州大学机械工程学院教授张瑞宏告诉记者,当搭载北斗导航系统的大马力拖拉机牵引着九合一复式耕播机驶入农田时,就可以通过北斗导航定位与惯性导航协同控制,机械自动走直行路线,精准规划耕作路径,确保播种均匀且土地利用率最大化。“这样,我们就可以一次性完成施基肥、双轴旋耕、碎土、镇压、压种沟、播种、覆土、二次镇压和开沟等九道工序,替代了传统需要多次下地的犁田、耙田、育秧插秧等繁琐流程,真正实现了简单化种植。”
在正确的时间降解,地膜催生低碳农业生态链
生物降解地膜作为替代传统塑料地膜的绿色技术,其产业化进程长期受限于“降解不逢时”的核心痛点——或因地膜过早崩解导致保墒保温功能失效,或因滞后降解增加农田残膜清理成本,严重制约农户接受度与生态效益转化。
临近清明,江苏大豆玉米带状复合种植即将开始。大豆和玉米属于不同的植物科属,二者除草剂用药有着较大差异,一些防治谱较宽、土壤残留期较久的除草剂容易对彼此造成“误伤”,影响产量。
如何避免误伤?春日里,生物降解地膜正在田间开展覆膜试验。“苗期时,两种作物的幼苗穿过地膜孔隙向外延展,覆膜处抑制了杂草生长,免去除草剂对对方造成的潜在伤害。”江苏省农业科学院农业设施与装备研究所农用新材料团队负责人徐磊介绍说,90天后,大豆和玉米生长周期接近尾声,秸秆和高分子材料制成的地膜也将进入降解流程,翻耕后变作水和二氧化碳,作用于下一季农作物生长。
在大豆玉米带状复合种植的基础上,江苏省农业科学院农用新材料创新团队还创新提出“作物-光照-温度-土壤”四维协同适配设计理念。徐磊用“量体裁衣”比喻技术创新:“我们给不同作物定制专属地膜,就像给水稻、玉米、藿香等35类农作物设计不同季节的时装。”通过分析26种天然材料特性,团队成功让地膜寿命延长40%,强度提升2倍,现在全国23个省份的农田都能找到适配的“款式”。
徐磊告诉记者,目前这项“黑科技”已在多地开花结果:江苏水稻田里,地膜与秧苗同时“登场”并在水稻封行后准时“退场”;四川的大豆玉米复合种植农田里,降解误差不超过3天;广东藿香种植园中,废弃地膜彻底成为历史。累计20多万亩的试验田证明,这种会“自动消失”的地膜不仅环保,每亩还能为农民节省了残膜的清理成本。
随着春耕生产全面展开,这项融合了生物科技与智能材料的创新成果,正在为农田披上会呼吸的绿色“防护服”。当科技与自然达成完美默契,我们离“零残留”的低碳农业梦想又近了一步。
新华日报·交汇点记者 张宣 杨易臻 叶真
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